Научно-технологические основы рециклинга безвольфрамовых твердых сплавов

В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 15.04.2023 г. «Об утверждении приоритетных направлений проектов технологического суверенитета и проектов структурной адаптации экономики Российской Федерации» к числу приоритетных направлений проектов технологического суверенитета и проектов структурной адаптации экономики Российской Федерации отнесены в соответствии с пунктом 8. Станкоинструментальная промышленность. В настоящее время одним из перспективных инструментальных материалов является безвольфрамовый твердый сплав (БВТС). В настоящее время безвольфрамовые твердые сплавы группы ТН на основе карбида титана, сцементированного никель-молибденовым сплавом, нашли широкое применение для обработки металлов резанием. TiC по твердости превосходит WC, но материалы на их основе уступает вольфрамсодержащим твердым сплавам по прочности. Промышленное производство БВТС предусматривает спекание в вакууме при температуре 1300…1350 ° и выдержке 0,5…1 ч. Остаточная пористость при этом составляет порядка 0,2 %. В настоящее время основными проблемами при создании инструментальных БВТС является: 1. Применение для его производства дорогостоящих компонентов, таких как: Ti, Ni, Mo. 2. Обеспечение качества при сочетании высокой твердости (не менее НRА 87) и временного сопротивления при изгибе (не менее 1,0 ГПа), что во многом зависит от их структурно-фазового состояния и технологии их производства. В рамках настоящей работы для решения данных проблем предлагается 2 направления исследований: 1. Разработка научно-технологических основ получения отечественной качественной и недорогой шихты на основе карбида титана (исходного сырья) для производства БВТС 2. Разработка научно-технологических основ эффективного способа спекания шихты на основе карбида титана, обеспечивающего получение высокопрочных БВТС с беспористой структурой и мелким зерном. К настоящему времени сотрудниками НОЦ «Порошковая металлургия и функциональные покрытия» ЮЗГУ (авторами проекта) разработано и запатентовано оборудование и технология получения частиц сферической формы путем измельчения любых токопроводящих металлоотходов электроэрозией в жидкой рабочей среде и технология их спекания, обеспечивающая практически беспористую структуру. К настоящему времени разработанный авторами способ измельчения металлоотходов в промышленности практически не применяется, ввиду отсутствуя полноценных комплексных сведений о составе, структуре и свойствах диспергированных электроэрозией частиц, а также сплавов, полученных на их основе. На основании выше изложенного, считаем, что создание качественного недорогого отечественного БВТС на основе ресурсосберегающей технологии, предусматривающей рециклинг отходов сплавов ТН для производства из него металлорежущего инструмента, является весьма перспективным и актуальным и призвано обеспечить технологический суверенитет РФ в части инструментального обеспечения. Научная новизна решаемой проблемы, а именно получения качественных недорогих высокопрочных безвольфрамовых твердых сплавов путем рециклинга их отходов, будет связана с получением новых сведений в области материаловедения безвольфрамовых твердых сплавов путем установления новых зависимостей и закономерностей между структурно-фазовыми и физико-механическими свойствами новых БВТС и исходной шихтой, полученной переработкой отходов сплава ТН электроэрозионным диспергированием в жидкой рабочей среде.